Question

3．氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途．回答下列问题：
（1）磷酸是三元中强酸，其第一级的电离方程式为H₃PO₄?H₂PO₄^-+H⁺．
（2）将磷酸加强热时可发生分子间的脱水生成焦磷酸（H₄P₂O₇）、三聚磷酸（H₅P₃O₁₀）以至直链多聚磷酸．当直链多聚磷酸分子中P原子数为20时，其化学式是H₂₂P₂₀O₆₁．直链多聚磷酸常用于制取阻燃剂．
（3）PH₃是一种性能良好的熏蒸剂，用于除治储藏物害虫．
①与同主族元素的氢化物NH₃相比，沸点：PH₃ ＜NH₃（填“＜”或“＞”或“=”）；稳定性：PH₃ ＜NH₃（填“＜”、“＞”或“=”）； 实验室制取PH₃可选用PH₄I与碱（填物质类别）反应得到．
②PH₃气体发生器中常用磷化铝水解，其化学反应方程式是AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑．
（4）利用葡萄糖与银氨溶液反应在热水瓶胆内壁镀银．查阅资料可知：银氨溶液中存在平衡：Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂+（aq），该反应平衡常数K_稳[Ag（NH₃）₂⁺]=1.10×10⁷，又已知K_sp[AgCl]=1.45×10^-20．计算可逆反应AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq）的化学平衡常数K=1.6×10^-3（保留2位有效数字），1L 1mol/L氨水中最多可以溶解AgCl0.04mol（保留2位有效数字）．
（5）在微电子工业中NF₃常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如图所示．a电极为电解池的阳（填“阴”或“阳”）极，其电极反应式为NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是F₂．

Answer 1

分析 （1）磷酸属于弱电解质，第一步电离为主；
（2）两分子的磷酸脱去一分子的水，三分子磷酸脱去两分子的水，据此分析；
（3）①同主族元素的氢化物NH₃相比，NH₃分子之间形成氢键，沸点高．氮元素非金属性强，NH₃稳定性强，实验室制取PH₃可选用PH₄I与碱反应；
②铝盐极易水解；
（4）Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）与AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），故该反应平衡时为前两者平衡常数之积；
计算溶解xmolAgCl，则Ag（NH₃）₂⁺为xmol/L，Cl^-为xmol/L，溶液中NH₃（aq）为（1-2x）mol/L，结合平衡常数计算解答；
（5）由图可知，氢离子在b极得到电子生成氢气，故b为阴极，那么a为阳极，据此解答即可．

解答 解：（1）磷酸属于弱电解质，第一步电离为主，磷酸主要的电离方程式：H₃PO₄?H₂PO₄^-+H⁺，
故答案为：H₃PO₄?H₂PO₄^-+H⁺；
（2）两分子的磷酸脱去一分子的水，三分子磷酸脱去两分子的水，当高聚磷酸中P原子数为20时，为20个磷酸分子间脱去19个水分子，则高聚磷酸的分子式为：H₂₂P₂₀O₆₁；
故答案为：H₂₂P₂₀O₆₁；
（3）①NH₃分子之间可形成氢键，故沸点高；氮元素非金属性强，故NH₃稳定性强，实验室制取PH₃，与制NH₃相似，故实验室制取PH₃可选用PH₄I与碱反应，
故答案为：＜；＜；碱；
②磷化铝水解的方程式：AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑，
故答案为：AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑；
（4）Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）与AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），平衡常数表达式K=$\frac{c（[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}）•c（C{l}^{-}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{c（[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}）}{c（A{g}^{+}）{c}^{2}（N{H}_{3}）}$×c（Ag⁺）×c（Cl^-）=1.10×10⁷×1.45×10^-10=1.6×10^-3，
计算溶解xmolAgCl，则Ag（NH₃）₂⁺为xmol/L，Cl^-为xmol/L，溶液中NH₃（aq）为（1-2x）mol/L，故$\frac{{x}^{2}}{（1-2x）^{2}}$
=1.6×10^-3，解得x=0.04，
故答案为：1.6×10^-3；0.04；
（5）由图可知，氢离子在b极得到电子生成氢气，故b为阴极，那么a为阳极，阳极上铵根失去电子生成NF₃，电极反应方程式为：NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺，依据电解原理可知，氟离子也可能失去电子生成氟单质，故氧化性较强的单质为氟气，
故答案为：阳；NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺；F₂．

点评 本题考查平衡常数有关计算、电离方程式书写，电解池反应原理等，注意结合装置图分析判断电极反应及产物，属于拼合型题目，侧重考查学生分析计算能力、知识迁移运用能力．